JP2004114291A - 製造のために部品を固定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　本発明は、製造のために部品（１０）を固定する方法及び装置に関する。
【解決手段】　第１クランプ部材（５８）と付勢機構（６２）とを、固定具（５２）を含む工具（５０）に固定的に連結する。固定具は、第１クランプ部材、第２クランプ部材（６０）、及び付勢機構を含む。さらに、第２クランプ部材を固定具に連結し、付勢機構を用いて、第１クランプ部材と該第２クランプ部材との間で工具内に部品を位置合わせして、該部品が固定具に対して定位置に維持されるようにし、該部品を第１クランプ部材と第２クランプ部材との間で固定して、第１クランプ部材、第２クランプ部材、及び該部品が、固定具に対して定位置に固定的に取り付けられるようにし、第１及び第２クランプ部材を用いて、該部品を固定具に対して定位置で保持することを含む。
【選択図】　　　図２

Description

　本発明は、一般に、製造技術に関し、より具体的には、製造のために部品を固定する方法及び装置に関する。

　部品の正確な製造は、該部品の製造時間を決定する重要な要因である。特に、部品がガスタービンエンジンのブレードである場合には、該ブレードの正確な製造は、これに続く該ブレードの修正、修理及び検査と並んで、ガスタービンエンジン全体の製造コストに影響を与える最も重要な要因の１つとすることができる。例えば、ガスタービンエンジンのブレードは、典型的にはブレードの先端及び中心部に沿って正確に機械加工された半径が要求される先端シュラウドを含む。この半径は、ブレードの外形の周りを基準とする基準点系を用いて確立される。より具体的には、基準点を確立するために、ブレードを製造中に堅固に保持して、ブレードの外形を歪めることなく、先端シュラウドが定位置に維持されるようにしなければならない。

　少なくとも幾つかの周知の製造プロセスは、スズ・ビスマスのマトリクスに鋳造ガスタービンエンジンブレードをカプセル封入し、該鋳造ブレードからの基準点がマトリクスに移送されるようにするものである。しかしながら、そのようなマトリクスを用いることが、信頼性のある又は容易に繰り返し可能な正確な結果をもたらすとは限らない。さらに、マトリクスを用いることは、多数の固定具、機械及び／又はプロセスを要求することになる。さらに、マトリクスは、製造中のブレードを堅固に保持する程度を低下させるものであり、これは、該ブレードの製造時間を遅くさせることになる。

　一態様において、製造のために部品を固定する方法が提供される。この方法は、第１クランプ部材と付勢機構とを、固定具を含む工具に固定的に連結することを含む。固定具は、第１クランプ部材、第２クランプ部材、及び付勢機構を含む。この方法は、さらに、第２クランプ部材を固定具に連結し、付勢機構を用いて、第１クランプ部材と該第２クランプ部材との間で工具内に部品を位置合わせして、該部品が、固定具に対して定位置に維持されるようにし、該部品を第１クランプ部材と第２クランプ部材との間で固定して、第１クランプ部材、第２クランプ部材、及び該部品が、固定具に対して定位置に固定的に取り付けられるようにし、第１及び第２クランプ部材を用いて、該部品を固定具に対して定位置で保持することを含む。

　別の態様において、固定具と、該固定具に固定的に連結された第１クランプ部材と、部品を第１クランプ部材に対して付勢するために固定具に固定的に連結された付勢機構と、固定具に連結された第２クランプ部材とを含む工具が提供される。第１及び第２クランプ部材は、それらの間に部品を保持するよう構成される。

　さらに別の態様において、部品を固定する装置が提供される。この装置は、固定具と、該固定具に固定的に連結された第１クランプ部材と、固定具に固定的に連結され、部品を第１クランプ部材に対して付勢するように構成された付勢機構と、固定具に連結された第２クランプ部材とを含む。第１及び第２クランプ部材は、部品を固定具に対して定位置で固定的に取り付けるように構成される。

　ここで用いられる「製造」及び「製造する」という用語は、あらゆる製造プロセスを含むことができる。例えば、製造プロセスは、研削、仕上げ、研磨、切削、機械加工、検査、及び／又は鋳造を含むことができる。上記の例は例示的なものに過ぎず、したがって「製造」及び「製造する」という用語の定義及び／又は意味を多少なりとも限定することを意図するものではない。さらに、ここで用いられる「部品」という用語は、製造プロセスが適用される如何なる物も含むことができる。さらに、本発明はガスタービンエンジンに関連して説明され、より具体的には、ガスタービンエンジンのタービンブレードと併せて用いることに関して説明されるが、本発明は、如何なる部品及び／又は如何なる製造プロセスにも適用することができることを理解されたい。したがって、本発明の実施は、タービンブレード又はガスタービンエンジンの他の部品の製造に限定されるものではない。

　図１は、ガスタービンエンジン（図示せず）と併せて用いることができるタービンブレード１０の斜視図である。一実施形態において、複数のタービンブレード１０が、ガスタービンエンジンの高圧タービンロータブレードの段（図示せず）を形成する。各々のブレード１０は、中空の翼型部１２と、周知の方法において該翼型部１２をロータディスク（図示せず）に装着するために用いられる一体のダブテール部１４とを含む。或いは、ブレード１０をディスク（図示せず）から半径方向外向きに延ばして、複数のブレード１０がブリスク（図示せず）を形成するようにすることができる。

　各々の翼型部１２は、第１輪郭側壁１６及び第２輪郭側壁１８を含む。第１側壁１６は凸状で、翼型部１２の負圧側を定め、第２側壁１８は凹状で、該翼型部１２の圧力側を定める。側壁１６及び１８は、翼型部１２の前縁２０及びこれから軸方向に離れた後縁２２で接合される。より具体的には、翼型部の後縁２２は翼型部の前縁２０から翼弦方向に間隔をもって、該前縁から下流側に配設される。第１及び第２側壁１６及び１８は、それぞれ、隣接するダブテール部１４に位置させられたブレード付根２４からスパン方向に長手方向すなわち半径方向外向きに翼型部の先端２６まで延びる。一実施形態において、翼型部の先端２６は、該翼型部の先端から半径方向外向きに、該翼型部１２から離れる方向に延びる先端シュラウド２８を含む。先端シュラウド２８は、底面３０を含む。

　図２は、タービンブレード１０を製造のために定位置に固定する固定具組立体５０の側面図である。固定具組立体５０は、製造プロセスのために用いられる固定具５２と、該固定具５２に連結されたダブテールクランプ組立体５４と、該固定具５２に連結された先端シュラウドクランプ組立体５６とを含む。ダブテールクランプ組立体５４及び先端シュラウドクランプ組立体５６は、任意の適切な連結手段を用いて、固定具５２に連結される。例えば、一実施形態において、少なくとも１つのダブテールクランプ組立体５４及び先端シュラウドクランプ組立体５６は、ネジ付きボルトとネジ付きナットとを用いて、固定具５２に連結される。別の実施形態において、少なくとも１つのダブテールクランプ組立体５４及び先端シュラウドクランプ組立体５６は、ネジ付きボルトと固定具５２内のネジ付き開口部とを用いて、該固定具５２に連結される。製造プロセスを行う前に、鋳造タービンブレード１０が固定具組立体５０の中に垂直に搭載される。

　ダブテールクランプ組立体５４は、ブレードのダブテール部１４（図１に示す）が固定具５２に対してブレード１０の正確な製造が行われる位置に固定されるように、該ダブテール部１４を位置合わせする。先端シュラウドクランプ組立体５６は、ブレードの先端シュラウド２８が固定具５２に対してブレード１０の正確な製造が行われる位置に維持されるように、該先端シュラウドを配置する。したがって、ダブテールクランプ組立体５４及び先端シュラウドクランプ組立体５６を用いることで、固定具組立体５０が、固定具５２に対して該ブレードの正確な製造が実現される位置にブレード１０を配置し、取り付け及び保持することを容易にする。

　図３は、ダブテールクランプ組立体５４の斜視図である。ダブテールクランプ組立体５４は、第１クランプ部材５８と、第２クランプ部材６０と、付勢機構６２とを含む。図４は、図３の線４−４に沿って取ったダブテール第２クランプ部材の断面図であり、クランプ部材６０を非クランプ位置で示している。第１クランプ部材５８は、ダブテールクランプ組立体５４に固定的に連結されて、該第１クランプ部材５８が固定具５２に対して動かないようにされる。より具体的には、第１クランプ部材５８を、任意の適切な連結手段を用いて、ダブテールクランプ組立体５４に固定的に連結する。例えば、一実施形態においては、第１クランプ部材５８は、ネジ付きボルト及びネジ付きナットを用いて、ダブテールクランプ組立体５４に連結される。別の実施形態においては、第１クランプ部材５８は、ネジ付きボルト及びダブテールクランプ組立体５４内のネジ付き穴を用いて、該ダブテールクランプ組立体５４に連結される。

　第２クランプ部材６０は固定具５２に回転可能に連結されて、該第２クランプ部材６０が該固定具５２に対して、回転軸６４の周りで回転するようにされる。より具体的には、以下でより詳細に述べられるように、第２クランプ部材６０は、回転軸６４の周りに、「クランプ」位置（図５に示す）と「非クランプ」位置（図４に示す）との間で回転する。第２クランプ部材６０は、任意の適切な手段を用いて、「クランプ」位置と「非クランプ」位置との間で回転させられる。例えば、図２ないし図５に示される例示的な実施形態において、第２クランプ部材６０は、固定具組立体５０の外側にある源から油圧流体供給ライン６６及び供給ライン取付具６７を介して供給される油圧流体を用いて駆動される。第２クランプ部材６０が「クランプ」位置にあるとき、第１クランプ部材５８及び第２クランプ部材６０は、ダブテール部１４を、ブレード１０の正確な製造を実現する位置に固定的に取り付ける。

　例示的な実施形態において、第２クランプ部材６０は、任意の適切な方法で該第２クランプ部材に連結されたピン６９を含む。ピン６９は、任意の適切な方法によりダブテールクランプ組立体５４、或いは固定具５２に連結された第２クランプ付勢機構（図示せず）に連結される。第２クランプ付勢機構は、ピン６９が軸６４の周りで、第１クランプ部材５８から離れる方向に回転するように該ピンを付勢する。ピン６９及び第２クランプ付勢機構は、したがって、第２クランプ部材６０が「クランプ」位置から「非クランプ」位置に回転するように該第２クランプ部材の付勢を助長する。代替的な実施形態においては、第２クランプ部材６０はピン６９を含まず、第２クランプ付勢機構が、該第２クランプ部材６０を「クランプ」位置から「非クランプ」位置に直接付勢する。一実施形態において、第２クランプ付勢機構はばねである。

　例示的な実施形態において、第２クランプ部材６０は、さらに、該第２クランプ部材６０を軸６４に沿って貫通する半円筒形の開口部６８を含み、ダブテールクランプ組立体５４は、該ダブテールクランプ組立体５４の表面７２から外向きに該軸６４の一部に沿って延びる半円筒形の突起７０を含む。半円筒形の突起７０は、表面７２から延びるステム部分７４と、該ステム部分７４から延びる円筒形の部分７６とを含む。円筒形の部分７６は、半円筒形の開口部６８内に受けられて、第２クランプ部材６０が半円筒形の突起７０により支持されるようになる。円筒形の部分７６の直径ｄ₁は、半円筒形の開口部６８の直径ｄ₂よりわずかに小さく、第２クランプ部材６０が半円筒形の突起７０及び軸６４の周りを自由に回転できるようにされる。一実施形態において、直径ｄ₁は、直径ｄ₂より０．２インチ小さい。代替的な実施形態において（図示せず）、軸受（図示せず）が半円筒形の突起７０と半円筒形の開口部６８との間に位置させられて、第２クランプ部材６０が該半円筒形の突起７０及び軸６４の周りで回転することを可能にする。第２クランプ部材６０は、ここでは、例示的な方法でダブテールクランプ組立体５４に回転可能に連結されるように図示され説明されているが、第２クランプ部材６０を、任意の適切な方法で該ダブテールクランプ組立体５４に回転可能に連結することができることは、理解されるであろう。例えば、代替的な実施形態において（図示せず）、第２クランプ部材６０を、ダブテールクランプ組立体５４と回転可能に連結されたロッド（図示せず）により、固定的に連結することができる。

　ここで述べられる例示的な実施形態において上述され、図２ないし図５に示されるように、第２クランプ部材６０の「クランプ」位置と「非クランプ」位置との間の回転は、油圧流体により駆動される。より具体的には、ダブテールクランプ組立体５４は、入口ポート８０と、内部チャンバ（図示せず）と、ロッド８２とを含む油圧シリンダ７８を含む。入口ポート８０は内部チャンバと流体連通し、かつ入口ポート供給ライン８４と流体連通するように連結されており、入口ポート供給ラインは、供給ライン取付具６７と流体連通するように連結される。供給ライン取付具６７は、油圧流体供給ライン６６と流体連通するように連結され、油圧流体供給ラインは、固定具組立体５０の外側の油圧流体源と流体連通するように連結される。油圧シリンダ７８の内部チャンバは、油圧シリンダ７８の内部チャンバ内で、油圧シリンダ７８の中心軸８６に沿って摺動可能なピストン（図示せず）を含む。ロッド８２がピストンに連結され、油圧シリンダの内部チャンバの一部から外方へ貫通し、油圧シリンダ７８の開口部８８を通って、第２クランプ部材６０まで延びる。開口部８８は、ロッド８２と該開口部８８との間を周方向に延びるシーリング手段（図示せず）を含み、これは油圧シリンダ７８の内部チャンバのシーリングを助ける。ロッド８２は、開口部８８内で中心軸８６に沿って移動可能である。

　油圧シリンダ７８の内部チャンバ内の油圧流体に圧力がかけられると、ピストンは、中心軸８６に沿って第２クランプ部材６０の方向に摺動し、これによりロッド８２が開口部８８を通り中心軸８６に沿って、第２クランプ部材６０の方向に移動するようになる。ロッド８２が中心軸８６に沿ってある距離を移動すると、ロッド８２は第２クランプ部材６０に接触し、ロッド８２の中心軸８６に沿った第２クランプ部材６０の方向への移動を続けることにより、第２クランプ部材６０が軸６４の周りで、「非クランプ」位置から「クランプ」位置まで回転するようになる。油圧シリンダ７８の内部チャンバから圧力が取り除かれると、開口部８８内のロッド８２の移動に起因する開口部８８のためのシーリング手段の変形が該ロッド８２を付勢して、開口部８８内で中心軸８６に沿って第２クランプ部材６０から離れる方向に移動させる。さらに、第２クランプ付勢機構は、ピン６９が軸６４の周りで第１クランプ部材５８から離れる方向に回転するように該ピンを付勢し、これにより第２クランプ部材６０が軸６４の周りで第１クランプ部材５８から離れる方向に回転するようになる。したがって、油圧シリンダ７８の内部チャンバ内の油圧流体から圧力が取り除かれると、第２クランプ部材６０は、軸６４の周りで、「クランプ」位置から「非クランプ」位置に回転するようになる。

　付勢機構６２は、任意の適切な連結手段を用いてダブテールクランプ組立体５４に固定的に連結される。一実施形態において、付勢機構６２は、ネジ付きボルト及びネジ付きナットを用いてダブテールクランプ組立体５４に連結される。別の実施形態において、付勢機構６２は、ネジ付きボルト及びダブテールクランプ組立体５４内のネジ付き穴を用いて連結される。ダブテール部１４の少なくとも一部が付勢機構６２の一部の中に受けられる。さらに、ダブテール部１４の少なくとも一部が第１クランプ部材５８の一部の中に受けられる。

　ブレード１０が固定具組立体５０の中に軸８９に沿って搭載される。ブレード１０は、固定具組立体５０の中に、軸８９に垂直な軸９１ではなく該軸８９に沿って搭載されるため、中心軸６４に沿ったロッド８２の移動量を少なく維持することができる。ブレード１０が固定具組立体５０の中に搭載されると、ダブテール部１４がダブテールクランプ組立体５４内に受けられる。付勢機構６２が変形して、ダブテール部１４の一部が該付勢機構６２の一部の中及び第１クランプ部材５８の一部の中に受けられるようにする。ダブテール部１４が付勢機構６２内及び第１クランプ部材５８内に受けられた後、該付勢機構６２は該ダブテール部１４を該第１クランプ部材５８に対して付勢し、これにより該ダブテール部１４が該第１クランプ部材５８に対して固定されるようになる。ダブテール部１４を第１クランプ部材５８に対して固定することにより、付勢機構６２が、該ダブテール部１４を該第１クランプ部材５８に対し摩擦的に連結させ、第２クランプ部材６０によるクランプの前に、該付勢機構６２の付勢のもとでダブテール部１４が第１クランプ部材５８に対して定位置に留まるようにする。

　第１クランプ部材５８に対して固定されたとき、付勢機構６２は、ダブテール部１４をブレード１０の正確な製造が行われる位置に付勢し、第２クランプ部材が「非クランプ」位置にある間、該ダブテール部１４をその位置に保持する。ダブテール部１４が第１クランプ部材５８に固定されると、第２クランプ部材６０が「クランプ」位置に回転されて、該ダブテール部１４をブレード１０の製造のための定位置に固定的に取り付ける。

　付勢機構６２は、ここでは例示的な方法で説明され図示されているが、該付勢機構６２は、ダブテール部１４を第１クランプ部材５８に対して固定して、それによりブレード１０の正確な製造が行われる位置にダブテール部１４を位置合わせし、さらに第２クランプ部材が「非クランプ」位置にある間、ブレード１０の正確な製造が行われる位置にダブテール部１４を保持するような他のどのような適切な形状及び／又は形式の付勢機構であってもよいことが理解されるであろう。一実施形態において、付勢機構６２はばねである。例えば、一実施形態において、付勢機構６２はコイルばねである。別の実施形態において、付勢機構６２は板ばねである。さらに別の実施形態において、付勢機構６２は重ね板ばねである。

　図５は、「クランプ」位置にあるダブテール第２クランプ部材６０の断面図である。ブレード１０の正確な製造を行わせるために、第２クランプ部材６０が「非クランプ」位置（図４に示す）から「クランプ」位置（図５に示す）に回転されると同時に、ダブテール部１４は、付勢機構６２により第１クランプ部材５８に対して固定される。一実施形態において、第２クランプ部材６０の一部の形状は、ダブテール部１４の外形に相補的な関係にあり、該ダブテール部１４の少なくとも一部が該第２クランプ部材６０の一部の中に受けられる。上述のように、油圧シリンダ７８の内部チャンバに圧力がかけられると、ロッド８２の作動が、第２クランプ部材６０を「非クランプ」位置から「クランプ」位置に回転させる。

　第２クランプ部材６０が「クランプ」位置にあるときには、ダブテール部１４は第１クランプ部材５８及び第２クランプ部材６０と摩擦的に連結されて、該第２クランプ部材が「クランプ」位置にある間は、該ダブテール部１４は該第１クランプ部材５８、該第２クランプ部材６０、及び固定具５２に対して定位置に保持される。ダブテール部１４の外形に対して相補的な形状にされた第２クランプ部材６０の一部及び第１クランプ部材５８の一部は、該ダブテール部１４が該第２クランプ部材６０内及び該第１クランプ部材５８内に受けられたとき、該ダブテール部１４が、該第１クランプ部材５８と該第２クランプ部材６０との間において、固定具５２に対して定位置に固定的に取り付けられるように構成され、これによりブレード１０の正確な製造が行われるようになる。より具体的には、第２クランプ部材６０が「クランプ」位置にある間に、第１クランプ部材５８及び該第２クランプ部材６０によりダブテール１４にかけられた力は、ブレード１０の外形及び／又は形態を歪めることなく、該ブレード１０の正確な製造が行われる定位置にダブテール部１４を維持するのに十分である。

　再び図２を参照すると、先端シュラウドクランプ組立体５６は、部品ロケータ９０と、ここでは第３クランプ部材９２と呼ばれるクランプ部材９２と、該先端シュラウドクランプ組立体５６に連結されたシュラウド作動支持レバー９３とを含む。シュラウド作動支持レバー９３は、ブレード１０の製造中に該ブレード１０の支持を助ける。部品ロケータ９０は、該部品ロケータ９０の表面９６に複数の溝（図５には示されない）を含む冷却媒体ガイド９４を含む。冷却媒体ガイド９４は、ブレード１０の製造中に、冷却媒体を冷却媒体源（図示せず）から該ブレード１０に導く。代替的な実施形態において、冷却媒体ガイド９４は、部品ロケータ９０の本体９８を貫通する複数の通路を含む。冷却媒体ガイド９４は、該冷却媒体ガイド９４がブレード１０の製造中に冷却媒体を該ブレード１０に導くように任意の方法で構成することができることが理解されるであろう。

　部品ロケータ９０は、該部品ロケータ９０が固定具５２に対して移動しないように、先端シュラウドクランプ組立体５６に固定的に連結される。部品ロケータ９０は、任意の適切な連結手段を用いて先端シュラウドクランプ組立体５６に連結される。一実施形態において、部品ロケータ９０は、ネジ付きボルト及びネジ付きナットを用いて先端シュラウドクランプ組立体５６に連結される。別の実施形態において、部品ロケータ９０は、ネジ付きボルト及び先端シュラウドクランプ組立体５６におけるネジ付き穴を用いて、該先端シュラウドクランプ組立体５６に連結される。部品ロケータ９０の一部１１６（図６に示す）は、ブレード１０の先端シュラウド２８の外形に相補的に形成されて、該ブレード１０の先端シュラウド２８の少なくとも一部が該部品ロケータ９０内に受けられるようにする。

　第３クランプ部材９２は、固定具５２に回転可能に連結されており、該第３クランプ部材９２が、固定具５２に対して回転軸１００の周りを「クランプ」位置（図２に示す）と「非クランプ」位置（図示せず）との間で回転するようになる。第３クランプ部材９２が「クランプ」位置にあるとき、部品ロケータ９０及び第３クランプ部材９２は、ブレード１０の製造中に、該ブレード１０の正確な製造が行われる位置にブレードの先端シュラウドを固定的に取り付ける。例示的な実施形態において、第３クランプ部材９２は、任意の適切な方法により第３クランプ部材に連結されたピン１０１を含む。ピン１０１は、任意の適切な方法により先端シュラウドクランプ組立体５４或いは固定具５２に連結された第３クランプ部材付勢機構（図示せず）と係合する。第３クランプ部材付勢機構は、ピン１０１が、軸１００の周りで部品ロケータ９０から離れる方向に回転するように該ピンを付勢する。ピン１０１及び第３クランプ部材付勢機構は、このように、第３クランプ部材９２が「クランプ」位置から「非クランプ」位置に回転するように、第３クランプ部材を付勢することを助ける。代替的な実施形態において、第３クランプ部材９２はピン１０１を含まず、第３クランプ部材付勢機構は、該第３クランプ部材９２を「クランプ」位置から「非クランプ」位置に直接付勢する。一実施形態において、第３クランプ部材付勢機構はばねである。

　「クランプ」位置と「非クランプ」位置との間の第３クランプ部材９２の回転は、任意の適切な手段によって駆動される。例えば、図５に示され、ここで説明される例示的な実施形態において、第３クランプ部材９２は、固定具組立体５０の外側にある源から油圧流体供給ライン１０２及び供給ライン取付具１０４を通り、油圧シリンダ１０６に供給された油圧流体により駆動される。先端シュラウド組立体５６は、油圧シリンダ１０６の内部チャンバ（図示せず）内のピストン（図示せず）に連結されたロッド１０８を含む。第３クランプ部材９２を軸１００の周りに回転させるように作動する油圧シリンダ１０６の作動は、油圧シリンダ７８による第２クランプ部材６０の作動とほぼ同様である。より具体的には、油圧シリンダ１０６の内部チャンバ内の油圧流体に圧力がかけられると、ロッド１０８は、第３クランプ部材９２を、軸１００の周りで、「非クランプ」位置から「クランプ」位置に回転させる。油圧シリンダ１０６の内部チャンバから圧力が取り除かれると、ロッド１０８は第３クランプ部材９２から離れる方向に付勢され、第３クランプ部材付勢機構は、ピン１０１が、軸１００の周りで部品ロケータ９０から離れる方向に回転するように該ピンを付勢し、これにより、第３クランプ部材９２が、軸１００の周りで部品ロケータ９０から離れる方向に回転するようになる。したがって、油圧シリンダ１０６の内部チャンバ内の油圧流体から圧力が取り除かれると、第３クランプ部材９２は軸１００の周りで、「クランプ」位置から「非クランプ」位置に回転されるようになる。

　例示的な実施形態において、第３クランプ部材９２は、軸１００に沿って該第３クランプ部材９２を貫通する半円筒形の開口部１１０を含み、先端シュラウドクランプ組立体５６は、該シュラウドクランプ組立体５６の表面１１４から外向きに、軸１００の一部に沿って延びる半円筒形の突起１１２を含む。半円筒形の突起１１２は、表面１１４から延び、半円筒形の開口部１１０内に受けられて、第３クランプ部材９２が該半円筒形の突起１１２により支持されるようなる。半円筒形の突起１１２の直径は、半円筒形の開口部１１０の直径よりわずかに小さく、第３クランプ部材９２が該半円筒形の突起１１２及び軸１００の周りを自由に回転できるようにされる。一実施形態において、半円筒形の突起１１２の直径は、半円筒形の開口部１１０の直径より０．２インチ小さい。代替的な実施形態において（図示せず）、軸受（図示せず）が半円筒形の突起１１２と半円筒形の開口部１１０との間に位置させられて、第３クランプ部材９２が該半円筒形の突起１１２及び軸１００の周りで回転するのを助ける。第３クランプ部材９２は、ここでは例示的な方法により、先端シュラウドクランプ組立体５６に回転可能に連結されるように図示及び説明されているが、該第３クランプ部材９２を、任意の適切な方法により、先端シュラウドクランプ組立体５６に回転可能に連結することができることが理解されるであろう。

　図６は、冷却媒体ガイド９４及び先端シュラウド部分１１６を含む部品ロケータ９０の斜視図である。先端シュラウド部分１１６は、ブレードの先端シュラウド２８の外形に対応して形成されて、該ブレードの先端シュラウド２８が部品ロケータ９０に対して取り付けられたとき、該先端シュラウド２８は、固定具５２に対して、ブレード１０の正確な製造が行われる位置になる。一実施形態において、第３クランプ部材９２の一部（図示せず）の形状は、ブレードの先端シュラウド２８の外形に相補的な関係にあり、ブレードの先端シュラウドの少なくとも一部が、第３クランプ部材９２の一部の中に受けられるようにされる。

　ブレード１０が固定具組立体５０の中に軸８９に沿って搭載される。ブレード１０は、固定具組立体５０の中に、軸８９に垂直な軸９１ではなく、該軸８９に沿って搭載されるため、軸１００に沿ったロッド１０８の移動量を少なく維持することができる。ブレード１０が固定具組立体５０に搭載されたとき、該ブレード１０のブレード先端シュラウドが先端シュラウドクランプ組立体５６内に受けられ、ダブテールクランプ組立体５４が、固定具５２に対してブレード１０の正確な製造が行われる位置にダブテール部１４を固定的に取り付ける。ブレード１０が先端シュラウドクランプ組立体５６の中に搭載されると、部品ロケータ９０が、先端シュラウド２８を、ブレード１０の正確な製造が行われる位置に位置決めする。ブレード１０のブレード先端シュラウドが部品ロケータ９０により位置決めされた後、第３クランプ部材９２が「非クランプ」位置から「クランプ」位置に回転されて、ブレード先端シュラウドを、該ブレード１０の正確な製造が行われる定位置に固定的に取り付けるようになる。一実施形態においては、第２クランプ部材６０は、第３クランプ部材９２より前に、「クランプ」位置に回転される。別の実施形態においては、第３クランプ部材９２は、第２クランプ部材６０より前に「クランプ」位置に回転させられる。さらに別の実施形態においては、第３クランプ部材９２及び第２クランプ部材６０は、ほぼ同時に「クランプ」位置に回転される。

　上述のように、ロッド１０８の作動は、第３クランプ部材９２を「非クランプ」位置から「クランプ」位置に回転させる。第３クランプ部材９２が「クランプ」位置にあるとき、先端シュラウド２８は部品ロケータ９０及び第３クランプ部材９２と摩擦的に連結され、ブレード１０の先端シュラウド２８が、製造中に、部品ロケータ９０、第３クランプ部材９２、及び固定具５２に対して定位置に留まるようにされる。ブレード１０の先端シュラウド２８の外形に対して相補的に形成された部品ロケータ９０及びクランプ部材９２の各部分は、該部品ロケータ９０及び第３クランプ部材９２のそれぞれに相補的に形成された部分の中に受けられる。さらに、製造中、シュラウド作動支持レバー９３は、先端シュラウド２８の底面３０（図１に示す）に接触する。シュラウド作動支持レバー９３は、底面３０を支持することにより、ブレード１０の正確な製造が行われる位置に先端シュラウド２８を固定的に取り付けることを容易にする。より具体的には、シュラウド作動支持レバー９３が、製造中に底面３０を支持することにより、先端シュラウド２８が曲がらないようにし、したがって、ブレード１０の外形及び／又は形態を歪ませないようにする。

　一実施形態において、先端シュラウド２８は、該先端シュラウド２８の外形を機械加工するために、クリープフィード研削盤を用いて製造される。先端シュラウドの外形が研削プロセスを用いて機械加工されるため、潤滑冷却媒体が、研削表面（図示せず）と研削されている先端シュラウド２８の表面（図示せず）との間に導かれる。冷却媒体溝１１８は、冷却媒体の流れを固定具組立体５０から研削表面と研削されている先端シュラウド２８の表面との間のブレード１０に導く。冷却媒体ガイド９４は、ここでは冷却媒体溝１１８を含むように図示され説明されているが、該冷却媒体ガイド９４は、例えば、ブレード１０の製造中に、該冷却媒体ガイド９４が研削表面と研削されている先端シュラウド２８の表面との間のブレード１０に冷却媒体を導く機能及び構造を含むように任意の方法で構成することができる。研削プロセスが完了すると圧力が取り除かれ、第３クランプ部材９２が軸１００の周りで、「クランプ」位置から「非クランプ」位置に回転されるようになる。

　固定具組立体５０は、ブレード１０の外形及び／又は形態を歪めることなく、製造されている表面に冷却媒体を供給しながら、製造中に該ブレード１０を該ブレードの正確な製造が行われる位置に固定的に取り付ける。さらに、固定具組立体５０は、ダブテール部１４及び先端シュラウド２８を含むブレード１０を該ブレード１０の正確な製造が行われる位置にオペレータからの最小の入力で位置合わせする。

　上述の工具は費用効率が良く、製造中に部品を固定することに関して信頼性が高い。この工具は、ブレードのダブテール部及び先端シュラウドを製造中に固定することを可能にする。より具体的には、この工具は、ブレードの外形及び／又は形態を歪めることなく、該ブレードのダブテール部及び先端シュラウドを定位置に堅固に固定する。該工具は、さらに、製造中に、多数の機械、固定具及び／又はプロセスを用いることなく、ブレードのダブテール部及び先端シュラウドを固定することを容易にすることができる。ブレードは、一旦工具に連結されると自己配向することができるので、該工具は、オペレータからの最小の入力しか要求しない。その結果、該工具は、費用効率が良く信頼性のある方法で、製造費用を削減することを助長する。

　工具組立体の例示的な実施形態が詳細に上述されている。システムは、ここで説明された特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ各組立体の部品を、ここで説明された他の部品とは独立して別個に利用することができる。また、各々の工具組立体を、他の工具組立体の部品と組み合わせて用いることができる。

　本発明は、種々の特定の実施形態に関して説明されたが、当業者であれば、本発明を特許請求の範囲の思想及び範囲内にある修正形態と併せて実施することができることを理解するであろう。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。

例示的なガスタービンエンジンのブレードの斜視図。 図１に示されるガスタービンエンジンのブレードのような部品を、製造中に定位置に固定するための固定具組立体の側面図。 図２に示される固定具のダブテールクランプ組立体部分の斜視図。 図３に示される線４−４に沿って切った、非クランプ位置における固定具の断面図。 図４に示される固定具のクランプ位置における断面図。 図２に示される固定具と併せて用いられる部品ロケータの斜視図。

符号の説明

　１０　部品、ブレード
　５０　工具
　５２　固定具
　５８　第１クランプ部材
　６０　第２クランプ部材
　６２　付勢機構
　９０　部品ロケータ
　９２　クランプ部材
　９４　冷却媒体ガイド
　１１８　溝
　１０６　油圧シリンダ

Claims (20)

1. 　製造のために部品（１０）を固定する方法であって、
   　第１クランプ部材（５８）と第２クランプ部材（６０）と付勢機構（６２）とを含む固定具（５２）を含む工具（５０）に対して、前記第１クランプ部材と前記付勢機構とを固定的に連結し、
   　前記第２クランプ部材を前記固定具に連結し、
   　前記付勢機構を用いて、前記工具内で前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材との間に前記部品を位置合わせして、前記部品が前記固定具に対して定位置に維持されるようにし、
   　前記部品を、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材との間で固定して、前記第１クランプ部材、前記第２クランプ部材、及び前記部品が、前記固定具に対して定位置に固定的に取り付けられるようにし、
   　前記第１及び第２クランプ部材を用いて、前記部品を前記固定具に対して定位置で保持する、
   ことを含む方法。
2. 　前記第２クランプ部材（６０）を前記固定具（５２）に連結することが、前記第２クランプ部材を前記固定具に回転可能に連結して、前記第２クランプ部材を前記固定具に対して回転軸（６４）の周りで回転させるようにすることを含む請求項１に記載の方法。
3. 　前記付勢機構（６２）を用いて前記部品（１０）を位置合わせすることが、前記付勢機構により、前記部品を前記第１クランプ部材（５８）に対して固定することを含む請求項１に記載の方法。
4. 　前記部品（１０）を前記第１クランプ部材（５８）と前記第２クランプ部材（６０）との間で固定することが、前記第２クランプ部材を非クランプ位置からクランプ位置に回転させることを含む請求項１に記載の方法。
5. 　前記部品（１０）を前記第１クランプ部材（５８）と前記第２クランプ部材（６０）との間で固定することが、前記第２クランプ部材が前記部品に接触しない非クランプ位置から前記部品が前記第１及び第２クランプ部材と摩擦的に連結されるクランプ位置に前記第２クランプ部材を回転させることを含む請求項１に記載の方法。
6. 　固定具（５２）と、
   　前記固定具に固定的に連結された第１クランプ部材（５８）と、
   　部品（１０）を前記第１クランプ部材に対して付勢するために前記固定具に固定的に連結された付勢機構（６２）と、
   　前記固定具に連結された第２クランプ部材（６０）と、
   を備え、
   前記第１及び第２クランプ部材がそれらの間に前記部品を保持するように構成されていることを特徴とする工具（５０）。
7. 　前記付勢機構（６２）が前記部品（１０）を前記第１クランプ部材（５８）に対して付勢するように構成されて、前記部品が前記固定具（５２）に対して定位置で固定されるようにされた請求項６に記載の工具（５０）。
8. 　前記付勢機構（６２）がばねを備えることを特徴とする請求項６に記載の工具（５０）。
9. 　前記部品（１０）がダブテール部（１４）を含むガスタービンエンジンのブレードであり、前記付勢機構（６２）の少なくとも一部が、該付勢機構中に前記ダブテール部の少なくとも一部を受けるような大きさにされた請求項６に記載の工具（５０）。
10. 　前記部品（１０）がダブテール部（１４）を含むガスタービンエンジンのブレードであり、前記第１クランプ部材（５８）及び前記第２クランプ部材（６０）の少なくとも１つが、中に前記ダブテール部の少なくとも一部を受けるような大きさにされた請求項６に記載の工具（５０）。
11. 　前記第２クランプ部材（６０）が、前記固定具に対して回転軸（６４）の周りで回転可能である請求項６に記載の工具（５０）。
12. 　前記第２クランプ部材（６０）の回転を制御するために、前記固定具（５２）に連結された油圧シリンダ（７８）をさらに備える請求項１１に記載の工具（５０）。
13. 　前記第２クランプ部材（６６）は、前記第２クランプ部材が前記部品（１０）に接触しない非クランプ位置と、前記部品が前記第１クランプ部材（５８）及び第２クランプ部材（６０）間で摩擦的に連結されるクランプ位置との間で回転可能である請求項６に記載の工具（５０）。
14. 　前記第１クランプ部材（５８）及び前記第２クランプ部材（６０）が、前記部品（１０）を前記固定具（５２）に対して定位置で固定的に取り付ける請求項６に記載の工具（５０）。
15. 　部品（１０）を固定する装置（５０）であって、
    　固定具（５２）と、
    　前記固定具に固定的に連結された第１クランプ部材（５８）と、
    　前記固定具に固定的に連結され、前記部品を前記第１クランプ部材に対して付勢するように構成された付勢機構（６２）と、
    　前記第固定具に連結された第２クランプ部材（６０）と、
    を備え、
    前記第１及び第２クランプ部材が前記部品を前記固定具に対して定位置で固定的に取り付けるように構成されていることを特徴とする装置（５０）。
16. 　前記付勢機構（６２）が、前記部品（１０）を前記第１クランプ部材（５８）に対して固定するように構成されて、前記部品が前記固定具（５２）に対して位置合わせされるようにする請求項１５に記載の装置（５０）。
17. 　前記付勢機構（６２）がばねを備えていることを特徴とする請求項１５に記載の装置（５０）
18. 　前記第２クランプ部材（６０）が前記固定具（５２）に対して回転軸（６４）の周りで回転するように構成された請求項１５に記載の装置（５０）。
19. 　前記第２クランプ部材（６０）の回転を制御するために、前記固定具（５２）に連結された油圧シリンダ（７８）をさらに備える請求項１８に記載の装置（５０）。
20. 　前記第２クランプ部材（６０）は、該第２クランプ部材が前記部品（１０）に接触しない非クランプ位置と、前記部品が前記第１クランプ部材（５８）と前記第２クランプ部材との間に摩擦的に連結されるクランプ位置との間で、選択的に位置決め可能であることを特徴とする請求項１５に記載の装置（５０）。

Images